Dimensionamento de um sistema de lagoa anaeróbia-lagoa facultativa seguido de lagoas de polimento, lagoa aeradara e tanque para peixes.

População = 5,000 habVazão afluente = Q = 750 m3/diaDBO5 afluente = So= 350 mg/L

Temperatura = T = 23 °C

LAGOA ANAERÓBICA

a) Cálculo da carga afluente de DBO5carga = concentração x vazão = L = 262.5 kg/d

b) adoção da taxa de aplicação volumétricaLv = 0.1 kdDBO5/m3.d

c) cálculo do volume requeridovolume = carga/carga volumétrica = V = 2,625 m3

d) verificação do tempo de detençãot = V/Q = 3.5 d

e) Determinação da área requeridaProfundidade H = 4.5 m

Área = volume/profundidade = A = 583 m2

Adotar 2 lagoasÁrea de cada lagoa = 291.67 m2

Dimensões: comprimento = 17.08 mlargura = 17.08 m

f) Concentração de DBO efluenteEficiência de remoção da DBO assumida: E= 50 %

S = So - (E x So)/100 = S = 175 mg/L

g) acúmulo de lodo na lagoa anaeróbiaTaxa de acúmulo = 0.011 m3/hab.ano

Acúmulo = 55 m3/anoEspessura anual = 9.4 cm/ano

Espessura em 20 anos de operação = 1.89 m/ano

LAGOA FACULTATIVA

h) Carga afluente à lagoa facultativa

L = ((100 - E) x Lo)/100 = 131.25 kg DBO/d

i) adoção da taxa de aplicação superficialLs = 140 kdDBO5/ha.d

j) Área requeridaA= L/Ls = 9,375 m2

Adotar 2 lagoasÁrea de cada lagoa = 4,688 m2

L/B = 2.5Dimensões: comprimento = L = 108.25 m

largura = B = 43.30 m

k) Adoção de um valo para a profundidadeH = 2 m

l) Cálculo do volume resultanteV = A.H = 18,750 m3

m) Cálculo do tempo de detenção resultantet = V/Q = 25 dias

n) coeficiente de remoção de DBOa 20°C K = 0.20 /d

a 23°C Kt = K20.Φ^(T-20) = 0.23 /d

o) Estimativa da DBO solúvel efluenteS = So/ (1 + K x t) = 25.8 mg/L

p) Estimativa da DBO efluente particuladaSólidos suspensos = SS = 100 mg/L

DBO5 particulada = 0,35 x SS = 35 mg DBO5/L

q) DBO total efluente DBO efluente = 60.8 mg/L

p) parâmetro de eficiência do sistemaE = ((So-S)/S)/100 = 82.6 %

q) área requerida (anaeróbias + facultativas)A requerida = Aa +Af = 9,958.3 m2

r) Área totalA total = A requerida x 1,3 = 12,945.8 m2

LAGOA DE POLIMENTO

s) Coliformes no Esgoto Brutos.1) Carga de coliformes fecais

Produção per capita de coliformes: 4.0E+10 CF/habCarga=População x Produção per capita = 2E+14 CF/hab

s.2) Concentração de CF no esgoto brutoconcentração = carga/vazão = 2.7E+11 CF/m3

concentração para 100 ml = No = 2.7E+07 CF/100mL

t) Remoção de CF nas lagoas facultativast.1) regime hidráulico: Fluxo Disperso

t.2) Número de dispersão:d= (L/B)/(-0,261+0,254x(L/B)+1,014x(L/B)^2 = 0.37

t.3) Coeficiente de remoção de coliformesKb=0,917xH^-0,877xt^-0,329 = 0.17 /d

t.4) Concentração efluente de coliformesa=√(1+4K.t.d) = 2.7 /d

e^1/2d= 3.8e^a/2.d = 39.0

e^-a/2.d = 1.1E-17(1+a)^2 = 13.9(1- a)^2 = 3.0

N=No.(4ae0,5d)/((1+a)^2e^(a/2d)-(1-a)^2e^(-a/2d)^)= 2.1E+06 CF/100ml

t.5) Eficiência na remoção de coliformesE = ((No-N)/No)x100 = 92.3 %

u) Alternativa: lagoas de maturação em série 3 lagoas

u.1) volume das lagoasadotar tempo de detenção de: 5 dias

V=Q.t = 3,750 m3

u.2) dimensão das lagoas:Profundidade: H = 1 m

Área superficial de cada lagoa: A = V/H = 3,750 m2Área superficial total= 11,250 m2

Dimensões das lagoas: L/B = 2L = 86.60 m

B = 43.30 m Área total

A total = A requerida x 1,25 = 14,062.5 m2

v) Concentração de CF no efluente final

v.1) Número de dispersão:d= (L/B)/(-0,261+0,254x(L/B)+1,014x(L/B)^2 = 0.46

v.2) Coeficiente de remoção de coliformesKb=0,917xH^-0,877xt^-0,329 = 0.54

v.3) Concentração efluente de coliformesa=√(1+4K.t.d) = 2.5 /d

e^1/2d= 2.9e^a/2.d = 14.0

e^-a/2.d = 8.3E-07(1+a)^2 = 11.9(1- a)^2 = 2.1

N=No.(4ae0,5d)/((1+a)^2e^(a/2d)-(1-a)^2e^(-a/2d)^)= 3.5E+05 CF/100ml

v.4) Eficiência na remoção de coliformesE = ((No-N)/No)x100 = 82.8 %

v.5) Eficiência das 3 lagoas em série

En=1-(1-E)^n = 99.49 %

v.6) Concentração de CF no efluente final

N=No.(1-E) = 1.05E+04

LAGOA AERADA

w) Adoção do tempo de detençãot= 1 dia

x) volume requerido, área requerida e dimensões

V = txQ = 750 m3Altura adotada = 3.5 m

A = V/H = 214 m2Dimensões das lagoas: L/B = 2

L = 20.70 mB = 10.35 m

Área totalA total = A requerida x 1,25 = 267.9 m2

y) Concentração de sólidos em suspensão

Y = 0.6Kd = 0.06

DBO5 efluente = S = 11.8 mg/L

Xv= (Y.(So-S))/(1+kd.t) = 27.72 mg/L

z) DBO solúvel efluente e DBO particuladaK' = 0.015 L/mg.d

S = So/(1+K'.Xv.t) = 11.8 mg/L

DBO5part = Spart = Y .Xv = 16.63 mg/L

DBO5 total = S + S part = 28.43 mg/L

aa) Requisitos de oxigênioa = 1.4

RO = a.Q.(So-S) = 33.96 kg O2/dRoh = RO/24 = 1.42 kg O2/h

bb) Requsitos de energia

Eficiência de oxigenação padrão = EOp = 1.8 kg O2/kWhEficiência de oxigenação real = EOr = 0,6.EOp = 1.1 kg O2/kWh

Potencia requerida = Pot = RO/EOr = 1.31 kWPot = 1.77 CV

Potencia segura = 1,25 Pot = 1.64 kWPot = 2.13 CV

cc) Aeradoresadotar 2 aeradores a cada 25x25 m de 1.1 CV cada

dd) Eficiência total do sistema na remoção da DBO

Etotal = ((So-S)/So)x100 = 91.9 %

TANQUE DE PEIXE

ee) volume e dimensão do tanqueadotar tempo de detenção de: 0.3 dias

V=Q.t = 225.0 m3Profundidade: H = 1 m

Área superficial de cada lagoa: A = V/H = 225 m2Dimensões do tanque: L/B = 2

L = 21.21 mB = 10.61 m

Área totalA total = A requerida x 1,25 = 281.3 m2

ÁREA A SER DISPONIBILIZADA PARA A ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES

Aete = Alagoas + Amanobra de veículos = 35,824.7 m2Aete = 3.6 hectares